Расчёт открытой зубчатой конической передачи

1.6.1 Суммарное число циклов перемены напряжений за весь срок службы: ,

где n - частота вращения зубчатого колеса, мин ^-1;

с - число зацеплений зуба за один оборот зубчатого колеса: [2, с.9] c =1.

Эквивалентное число циклов перемены напряжений [2, с.8]:

Базовое число циклов перемены напряжений [2, с.9]:

-по контактным напряжениям ,

где -средняя твердость поверхности зубьев по Бринеллю;

- по изгибным напряжениям: .

Результаты расчета , , , представлены в таблице 1.11.

Таблица 1.11 - Число циклов перемены напряжений в зубьях

Ступень и зубчатое колесо	n, мин^-1	Число циклов N в миллионах
NΣ	NHE	NHlim	Сравнен	NFE	Сравнен
ОЗКП	z1	36,7				NHE < NHlim		NFE > NFlim
z2	16,0				NHE < NHlim		NFE < NFlim

1.6.2 Допускаемые контактные напряжения на сопротивление

усталости

Расчетное допускаемое контактное напряжение [2, с. 10], МПа:

- наименьшее из двух значений и .

Согласно [2, с.9]

, (1.9)

где - базовый предел контактной выносливости зубьев, МПа, [2, с.9]:

- для шестерен z₁ (закалка ТВЧ1)

= 1008 МПа;

-для колес z₂ (улучшение)

= 640 МПа;

- коэффициент долговечности [2, с. 10] в зависимости от отношения

;

- коэффициент запаса прочности [2, с.10]:

для z₁ = 1,2; для z₂ = 1,1;

произведение = 0,9.

Таблица 1.12- Допускаемые контактные напряжения

Ступень, зубчатое колесо	NHlim/NHE	ZN	σHPi	σHP
ОЗКП	z1	9,14	1,446
z2	6,66	1,372

1.6.3 Коэффициенты расчетной нагрузки при расчете по контактным напряжениям

По ГОСТ 21354-87 [2, с. 12]:

,

где - коэффициент, учитывающий влияние внешней динамической нагрузки;

= 1;

- коэффициент внутренней динамической нагрузки в зацеплении;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий вследствие деформаций:

-для прямых зубьев [2, с. 14]

где - начальное (до приработки) значение коэффициента [2, с. 16];

В таблице 1.13 приведены величины коэффициентов рабочей ширины зубчатых венцов , , по рекомендациям [2, с. 13,14].

Таблица 1.13 - Коэффициенты , ,

Параметры	Ступень редуктора
Тип передачи	Коническая с прямыми зубьями
Схема
Коэффициенты Кbe и ψba	0,285
Передаточное число-u	2,3
Коэффициент ψbd	0,42

Расчет коэффициентов, входящих в формулу выполнен в таблице 1.14.

Таблица 1.14 - Коэффициенты расчетной нагрузки

Наименование параметра	Источник	Ступень редуктора	Примечание
ОЗКП
1 Частота вращения n1, мин ^-1	табл.1.4	36,7
2 Момент Т1, Н•м	табл.1.4	472,2
3 Скоростной коэффициент СVm	[2, с.18]		ТВЧ1+ У2
4 Окружная скорость, Vm, м/с	[2, с.17]	0,255
5 Степень точности	[2, с.18]
6 Твердость зубьев	табл.1.5
средняя по Виккерсу
7 Коэффициент KHV	[2.с.15]	1,05
8 Коэффициент KHβ0	[2,с.16]	1,9
9 Коэффициент KHW	[2, с.17]	0,41
10 Коэффициент KHβ	(1.11),(1.12)	1,90
11 Коэффициент KHα	(1.13)	1,0
12 Коэффициент KH	(1.10)	2,00

1.6.4 Диаметр внешней делительной окружности колеса из условия сопротивления контактной усталости при = 0,285 [2, с.24]:

, (1.17)

где - коэффициент, учитывающий влияние вида конической передачи:

= 0,85 мм – для прямозубых передач

Тогда = 358,7 мм.

По ГОСТ 12289-76 принимаем = 355 мм.

1.6.2 Параметры конической передачи представлены в таблице 1.15.

Таблица 1.15 - Параметры ОЗКП

Наименование параметра	Формула, источник	Результат
1 Внешний делительный диаметр шестерни de1,мм	de2/u	154,35
2 Внешнее конусное расстояние Re, мм	0,5de2(u^2+1)^0.5/u	193,55
3 Ширина зубчатого венца b', мм	0,285Re	55,16
округление b	до целого числа
4 Фактическое значение Kbe	b/Re	0,289
5 Диаметры средних делительных окружностей, мм
шестерни dm1	de1(1-0.5Kbe)	132,02
колеса dm2	de2(1-0.5Kbe)	303,64
6 Число зубьев шестерни z1'	[2, с.26, рис.5.4a]
принято z1	[2, с.25]; 1,3z1'
колеса z2	z1u
7 Фактическое передаточное число u	z2/z1	2,31
8 Углы делительных конусов, град: колеса δ2	arctg u	66,5014^0
	или	1,1607
шестерни δ1	90-δ2	23,4986^0
	или	87,5632
9 Модули, мм: внешний окружной mte	de2/z2	4,38
средний нормальный mnm	mte(1-0,5Kbe)cosβm	3,07
10 Число зубьев плоского производящего колеса, zΣ	(z1^2+z2^2)^0.5	88,28
11 Осевая форма зубьев	[2,c.23]	I
12 Средняя окружная скорость vm, м/с	πdm1n1/6·10^4	0,25

1.7 Проверка выбора механических характеристик материала

ОЗКП

D'=d_ae1+6 = 168,7

d_ae1=d_e1+1,64(1+x_n1)m_tecosδ₁= 162,75

x_n1=2(1-1/u²)((cos(0)³)/z₁)^0,5= 0,274

Толщины ободов заготовок колёс

S'=δ=2,5m_te+2 = 13

S'=c=0,3b = 17

S'=17мм<[80мм]

Механические характеристики материала по размерам заготовок выбраны правильно.

Таблица 1.16- Размеры конического колеса

Наименование размера	Рекомендации	Размеры колеса, мм
		конического
1 Диаметр вершин dae2	расчет	355,00
2 Ширина венца b	расчет
3 Диаметр вала d	расчет
4 Диаметр ступицы dст	(1,5…1,55)d
5 Длина ступицы lст	(1,0…1,2)d
6 Толщина обода S	2,5mte+2
	δ0=0,7S
7 Толщина диска C	≥ 0,4b2
8 Фаска f	0,25mte
9 Радиус R	R ≥ 6

Дата добавления: 2015-08-31